La dureza del material es un factor importante para la viabilidad de una aplicación. Pero, ¿cómo podemos medir materiales flexibles como...? caucho y plasticoLa escala de dureza Shore proporciona una respuesta definitiva.
Esta publicación explica a fondo el misterio y analiza las escalas Shore A, Shore D y Shore OO en detalle. ¡Comencemos!
¿Qué es la escala de dureza Shore?
El dispositivo utilizado para realizar la prueba de dureza Shore se llama durómetro Shore o escala de dureza Shore.
El durómetro Shore es un instrumento utilizado para midiendo la dureza del material, generalmente cauchos, plásticos semirrígidos, duros plástica y elastómeros termoplásticos.
El valor de dureza se determina por hasta qué punto El penetrador del durómetro presiona la muestra.
La escala de dureza Shore es una sistema de letras y números Se utiliza para clasificar la dureza de materiales flexibles como el caucho y el plástico.
Desde geles súper suaves hasta plásticos muy rígidos, estos materiales varían mucho en su firmeza, por lo que surgieron diferentes escalas Shore.
Este sistema estandarizado proporciona un estándar común Para que todos puedan medir y discutir la dureza relativa de los materiales.
¿Cómo se calcula la dureza Shore A?
A durómetro es la herramienta utilizada para medir la dureza del material. Según la norma D2240 de la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM)La prueba del durómetro Shore es reconocida internacionalmente para medir la dureza de indentación del caucho, elastómeros termoplásticos y algunos plásticos.
Funciona presionando una varilla metálica con resorte y punta cónica contra la superficie. Cuanto más profunda sea la huella de la varilla, más blando será el material.
Y la dureza se clasifica en una escala de 0 a 100. Por ejemplo, los materiales más blandos en números más bajos son ideales para baja presión. Sellos que necesitan adaptarse a superficies irregulares. Y los materiales más duros en mayor cantidad son mejores para sellos de alta presión.
A continuación se detallan los criterios de prueba para la prueba de dureza del durómetro Shore.
- Diámetro de varilla de acero: 1.1 mm a 1.4 mm
- Ángulo de la punta de la varilla: 35°
- Diámetro de la punta: 0.79 mm
- Fuerza aplicada: 8.064N (822g)
El formato para el etiquetado a escala de costa es un el número primero, luego la palabra “orilla” y, finalmente, el tipo de prueba. Por ejemplo, un estándar Junta tórica tiene un valor de durómetro de 70 Shore A.
"70" indica la dureza relativa de este material en comparación con otros materiales probados. "Shore" representa la metodología de prueba y "A" el subtipo de prueba Shore.
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Escalas de dureza Shore
Los números en una escala de dureza Shore están directamente relacionados con la dureza del material. En este caso, los números más altos indican un valor de dureza más alto. Las letras indican el método de prueba.
Existen 12 escalas de dureza Shore, representadas por las letras A, B, C, D, E, M, O, OO, DO, OOO y OOO-S. Las escalas Shore OO, O, B, C y H son poco comunes en la industria del plástico y el caucho.
Orilla A y Orilla D Son las dos escalas más utilizadas para medir la dureza del caucho. Los números en la escala Shore están directamente relacionados con la dureza del material. En este caso, los números más altos indican un valor de dureza más alto.
Las letras indican el método de prueba. Existen 12 escalas de dureza Shore, representadas por las letras A, B, C, D, E, M, O, OO, DO, OOO y OOO-S.
La costa o tipo A y tipo D son los dos escalas más destacadas Para medir la dureza de materiales como cauchos, plásticos y no metales.
Shore A
La escala Shore A se utiliza para materiales blandos con una flexibilidad relativamente alta, como plásticos semirrígidos o blandos goma de siliconaEsta báscula utiliza una fuerza de 822 g (~1.8 lbs) para empujar una varilla de acero en la muestra de prueba.
Es necesario utilizar una fuerza adecuada para materiales más blandos, ya que demasiada fuerza perforará el material.
En el mercado, encontrará escalas de durómetro con el tipo A impreso. Estas son escalas Shore A y... Te daré una calificación de orilla Cuando los presionas contra una superficie material.
Ejemplo:
- Una banda de goma generalmente tiene una clasificación de dureza en la escala Shore A de 25.
- La banda de rodadura de un neumático tiene una dureza de 70 A, mientras que un cinturón de cuero puede tener una dureza de 85 A.
- A Ruedas blandas de patines y monopatines 75 Shore A
Orilla D
La clasificación Shore D se utiliza para determinar la dureza de materiales más rígidos con poca flexibilidadLos materiales comunes asociados con la escala Shore D incluyen materiales duros cauchos vulcanizados, plásticos semirrígidos y plásticos rígidos.
Esta báscula utiliza una fuerza de 4536 g (~10 lbs) para empujar una varilla de acero dentro de la muestra de prueba.
Ejemplo: Los neumáticos de camión tienen una clasificación de dureza del durómetro estándar de 55 Shore D.
Orilla OO
Shore OO es una de las escalas menos comunes Para medir la dureza de la orilla. Mide la materiales más suaves Al igual que los geles de goma y el caucho suave al tacto.
Los materiales probados en la escala Shore OO son tan blandos que cualquier fuerza excesiva podría dañar las muestras. Por lo tanto, esta prueba se realiza con una pequeña fuerza de 113 g (~0.25 lb).
Ejemplo: la goma de mascar tiene una dureza de durómetro de 20 Shore.
Conversión a escala de la costa
Algunos materiales que se encuentran entre blandos y rígidos pueden probarse utilizando las escalas Shore A y Shore D.
En tales casos, puedes Utilice una tabla de conversión simple para determinar el valor de la escala Shore A correspondiente a la escala Shore D.
Esta conversión también se puede aplicar a todas las escalas de dureza shore, aunque la compatibilidad es más limitada.
Estas escalas de dureza se crearon para que todos pudieran discutir estos materiales y tener un punto de referencia común para ellos.
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Importancia de la dureza Shore
La escala de dureza Shore es una herramienta vital para evaluar materiales blandos Como el caucho y el plástico. Proporciona una forma clara de medir y categorizar materiales para diversas aplicaciones.
Ingeniería y fabricación: Con tantos tipos de caucho y plástico disponibles, la escala Shore ofrece una forma consistente y científica de distinguirlos. Esto ayuda a ingenieros y fabricantes a elegir el material adecuado para cada producto.
Resistencia y flexibilidad del material: La dureza Shore se relaciona directamente con la resistencia y flexibilidad de un material. Los números más altos en la escala indican que el material es más resistente, pero menos flexible.
Esto es esencial porque el caucho de silicona a menudo se elige por su flexibilidad, pero muchos productos también requieren un cierto nivel de firmeza para garantizar la durabilidad.
Longevidad del producto: Generalmente, los materiales más duros son más duraderos. Materiales clasificados 50 orilla D o superior puede durar décadas.
La investigación publicada en el Degradación y estabilidad de polímeros La revista indica que el caucho de silicona con una dureza Shore A entre 50 y 70 exhibe una resistencia óptima a la deformación por compresión (menos del 25% después de 22 horas a 150°C), un factor clave para mantener la integridad del sello y la longevidad del producto bajo estrés sostenido.
Sin embargo, esto no es adecuado para todos los productos.
Seguridad del producto: La seguridad del producto es crucial. Por ejemplo, los juguetes para niños deben ser seguros. Un producto blando... juguete de goma Debe estar hecho de caucho flexible que ocupa el puesto 50 Shore A, similar a una goma de borrar. Esto garantiza que el juguete sea seguro y lo suficientemente suave para los niños.
Ejemplos de escalas de dureza Shore
Orilla OO: Shore OO se utiliza para materiales muy suaves, y se utiliza comúnmente como referencia para los alimentos.
Los alimentos blandos y los bocadillos como malvaviscos o ositos de goma rondan los 10 Shore OO en la escala del durómetro. Productos no alimenticios Las plantillas de gel rondan los 30 Shore OO.
Orilla A: La escala Shore A tiene una gama de productos mucho más amplia bajo su paraguas. Productos alimenticios Al igual que los chicles, están hechos de materiales suaves en una escala Shore A de 20.
Un material con una dureza de 50 Shore A se siente como una goma de borrar firme, como la punta de un lápiz, o como la superficie de una pelota de golf.
Mientras que los cinturones de cuero pueden llegar hasta la escala 80 Shore A. El caucho de ebonita está en su apogeo de la escala tipo A, con una calificación promedio de 100 en la escala Shore A.
Shore D: Shore D también ofrece una amplia gama de productos y materiales. Pero a diferencia del tipo A, aquí se incluyen muchos más plásticos.
Materiales plásticos como HDPE se utilizan a menudo para fabricación de cascos de seguridad. Tienen un valor promedio de 75 Shore D.
Además, encontrará que muchos productos de madera y papel También se miden utilizando la escala Tipo D. Las cubiertas de los libros de texto tienen una dureza de 40 Shore D. Un material con una dureza de 70 Shore D es muy duro.
Es difícil hacer sangría con la uña, de forma similar a como se hace con un casco o una regla de madera.
La siguiente es una tabla simple de escalas de dureza shore estándar y sus materiales y productos asociados.
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Una guía para elegir la dureza adecuada
La siguiente es una lista de verificación simple para ayudarlo a elegir la dureza Shore correcta para su producto o aplicación específica.
Paso 1: Considere la aplicación y sienta
Primero, piensa en cómo se usará el producto y la sensación que deseas obtener.
- Para una sensación suave y flexible: Elija una dureza Shore A más baja. Esto es ideal para productos como juguetes para niños, plantillas de gel o juntas blandas que necesitan adaptarse a una superficie irregular.
- Para una sensación firme y duradera: Elija un valor Shore A más alto o incluso Shore D. Esto es mejor para productos que requieren rigidez, como carcasas protectoras rígidas o piezas industriales.
Paso 2: Considere la presión y el estrés
La cantidad de presión que experimentará un material es un factor crítico para seleccionar la dureza adecuada.
- Para aplicaciones de baja presión: Un material más suave con 50 orilla A, es perfecto para sellos que necesitan llenar espacios pequeños y requieren una fuerza mínima para crear un sello hermético.
- Para aplicaciones de alta presión: Un material más duro con 70 orilla A o superior es necesario para soportar más presión sin deformarse.
Paso 3: considere los factores ambientales
El entorno en el que se utilizará el producto afectará la dureza y el tipo de material necesarios.
- Para resistencia química: Elija un material resistente a productos químicos o limpiadores específicos. Es posible que también deba ser más duro para mantener su forma al exponerse a estas sustancias.
- Para entornos de alta abrasión: Seleccione un material más duro con 50 orilla D que puede resistir cortes, desgarros y abrasiones por usos repetidos, prolongando la vida útil del producto.
Conclusión
La escala de dureza Shore es esencial para medir la dureza y la firmeza del material en la fabricación.
Desde geles blandos (Shore OO) hasta plásticos rígidos (Shore D), este sistema ayuda a los fabricantes a seleccionar los materiales adecuados para garantizar la confiabilidad, seguridad y funcionalidad del producto en aplicaciones médicas, automotrices y de consumo.
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Preguntas
P1:¿Qué es la escala de dureza Shore y por qué se utiliza?
La escala de dureza Shore es un método estándar en la industria para medir la resistencia de elastómeros y plásticos a la indentación. Proporciona una métrica crítica y objetiva para comparar la flexibilidad y la suavidad de los materiales.
P2:¿Cómo se calcula la dureza Shore A?
La dureza Shore A no se calcula, sino que se mide directamente con un durómetro calibrado. El dispositivo aplica una fuerza definida con un penetrador; la profundidad de penetración se correlaciona con un valor de dureza en una escala de 0 a 100.
P3: ¿Cómo elijo la dureza adecuada para una junta de sellado?
Para estática focas, Elija un material más blando (Shore A 30-50) para garantizar una compresión y un sellado adecuados; para sellos dinámicos, puede ser necesario un grado más duro (Shore A 60-80) para mayor durabilidad.
P4: ¿Cómo puede Hongju ayudarme con mis necesidades de dureza específicas?
Hongju ofrece formulaciones de caucho de silicona personalizadas y asesoramiento experto para alcanzar la dureza Shore exacta que exige su proyecto, garantizando un rendimiento y una confiabilidad óptimos.
